层序界面的成因类型及其特征

结合济阳坳陷东营凹陷古近系层序地层学分析，对三级层序界面的成因类型进行探讨。济阳坳陷东营凹陷古近系沙四上—东营组沉积地层可划分出七个三级层序、两个二级层序。其中沙四上至沙二下为第一个二级层序，包括沙四上（S₀）、沙三下（S₁）、沙三中（S₂）、沙三上—沙二下（S₃）四个三级层序；沙二上至东营组为第二个二级层序，包括沙二上—沙一段（S₄）、东营组下部（S₅）、东营组中上部（S₆）三个三级层序，且层序S₁、S₂、S₅为二分层序，由湖进域（TST）和湖退域组成（RST）；层序S₀和S₄为三分层序，由低位域（LST）、湖侵域（TST）、高位域（HST）组成；层序S₃、S₆为四分层序，由低位域（LST）、湖侵域（TST）、高位域（HST）和下降域（FSST）（或湖退域）组成（图5-4）。

东营凹陷沙四上—沙二下和沙二上—东营组的两个二级层序沉积演化中，基本保持了持续的潮湿型气候，仅在二级层序发育初期和末期才出现干旱型气候，两个二级层序分别对应于古近系湖盆两次大规模裂陷扩张期，边界断裂所控制的构造沉降运动是裂陷扩张期的主要构造运动形式，且边界断裂的断陷活动具有幕式旋回性，这种幕式旋回性控制了三级层序及其界面的形成和演化。在两个二级层序演化的初期均受到海侵作用的影响，而在每个二级层序演化的末期，气候由潮湿向干旱型转化，且构造运动导致不同程度的抬升，在气候和构造运动综合作用下形成了二级层序界面。根据该地区层序地层学的研究和层序界面成因机制的动力学分析，古近系沉积时期的三级层序界面按形成机制可划分出两类：构造型和构造气候综合型（图5-3）。

（一）构造型层序界面

构造型（简称T型）层序界面的形成主要受构造运动控制，气候影响微弱或基本无影响，即气候为常量，但此构造运动一般为湖盆的断陷活动，强烈的断裂活动控制了盆地基底沉降，且断裂引起的沉降活动具有幕式性或间歇性特征，一个幕式旋回可分为构造活动期和宁静期。活动期的构造活动强度或基底构造沉降幅度并不是单一的加速、匀速或减速变化，往往在幕式构造运动旋回的初期表现为加速运动，晚期随着构造活动强度的减弱，基底构造沉降幅度也逐渐减小。层序界面往往是湖盆强烈断陷期的产物，但在界面形成过程中，沉积物供给量对界面的形成不起决定性控制作用，而影响了所形成的界面的特征，因此，根据界面形成过程中沉积物供给量的变化，将此类界面进一步分出三种亚类：T_Ⅰ、T_Ⅱ、T_Ⅲ。

1.T_Ⅰ型层序界面

T_Ⅰ型层序界面（图5-5A）在形成过程中陆源碎屑物质供给较少，界面上下的砂体不发育。主要对应于东营凹陷沙三段与沙四段和沙一段与东营组的分界面，即S₂、S₆的底界面。此界面具有以下特点。

图5-4 东营凹陷古近系层序地层综合分析

（1）界面上下地层产状变化不大，沉积物性质差异小，界面特征不明显，如东营凹陷沙四段顶部（界面之下）为灰色、深灰色泥岩、页岩，夹碳酸盐岩，沙三下底部（界面之上）也为灰色泥岩、油页岩，两者岩性及形成环境差异小。但沙三下地层以假整合或不整合覆盖于沙四段地层之上，盆地边缘地区仍存在地层的削蚀、上超现象。

（2）界面上下的层序常较不完整。当构造升降运动速率快时，界面之下的下降体系域不发育，界面之上也缺失低位相对稳定期沉积，直接发育快速湖侵期沉积，且界面之上多发育特殊的二分型层序。

图5-5 东营凹陷层序界面的成因类型

2.T_Ⅱ型层序界面

T_Ⅱ型层序界面（图5-5B）在形成初期陆源碎屑供给较充足，而晚期供给不充足。主要对应于东营凹陷沙三中与沙三下的分界面，即S₃的底界面。该界面多构成两个二分层序的转换界面，具有以下特点。

（1）界面所对应的不整合面规模小，仅分布于湖盆的边缘地区，在盆地中心位置多表现为整合接触。在盆地边缘地区界面特征明显，常具有相带的突变。

（2）界面之下砂体相对发育，界面之上油页岩发育，沉积厚度相对薄。

3.T_Ⅲ型层序界面

T_Ⅲ型层序界面（图5-5C）在整个形成期间陆源碎屑供给相对充足，界面上下砂体发育。主要对应于东营凹陷沙三中与沙三上、东营组下部与中上部的分界面，即S₄、S₇的底界面。该界面多为二分层序与四分层序的转换界面，具有以下特点。

（1）层序界面所对应的不整合面规模中等，分布于湖盆的边缘地区，在盆地中心位置表现为整合接触。但在层序界面之上可发育下切谷、低位扇等沉积。

（2）层序界面之下的砂体发育，强制湖退型三角洲沉积发育，但三角洲平原相带极不发育，岸线推进速度和幅度大于T_Ⅱ型层序界面；界面之上砂体主要为下切谷充填砂体和低位扇砂体。

（二）构造气候综合型层序界面

构造气候综合型（简称TC型）层序界面（图5-5D）的形成是构造、气候、沉积物供给等多因素综合作用的产物。主要对应于东营凹陷沙四段上下间、沙二段上下间和上古近系间的分界面，即S₁、S₅的底界面和S₇的顶界面，也分别是两个二级层序的顶底界面，是构造抬升运动和干旱气候条件综合作用的产物（图5-3H），主要特点如下。

（1）界面所对应的不整合面规模大，一般为区域性不整合面。界面特征明显，存在明显的沉积间断或地层缺失，地震剖面上可见地层削蚀、上超等现象。

（2）界面上下多发育四分层序，界面之下的下降域沉积发育，多形成于潮湿气候向干旱气候的转化时期和干旱气候条件下，砂体发育，但后期的侵蚀改造会导致下降域保存不完整；界面之上的低位域沉积一般也较发育，多形成于干旱气候条件下，以河流相沉积为特征。